Nové evropské předpisy pro schvalování a návrh dodatečně osazovaných kotev z pohledu seismické odolnosti

• Foto

Kotvy, které jsou schopné řádné funkce v trhlinovém betonu (šířka trhlin do 0,3 mm) nemusí být schopné odolávat seismickému zatížení. K přenosu seismických zatížení se obecně hodí kotvy mechanické, u kterých je možné udržovat trvalé předpětí a které jsou schopné dalšího rozpínání při vzniku trhliny. Bylo také zjištěno, že seismickým zatížením rovněž dobře odolávají některé chemické kotvy.

Když se při zatížení smykem překoná síla tření mezi betonem a kotevní deskou, dojde k posunutí upevňovaného prvku v rozsahu, který odpovídá prstencové mezeře mezi kotvou a otvorem v kotevní desce. Síly působící na kotvy jsou tím zesilovány náhlým nárazem na stěnu otvoru (obrázek 1). Nové evropské metodiky pro seismický
návrh doporučují vyvarovat se prstencovým mezerám mezi kotvami a upevňovaným materiálem. Vyplněním otvoru lepicí hmotou se výše uvedené účinky omezí, což je možné dosáhnout pomocí Hilti dynamického setu, který zabezpečí dokonalé vyplnění prstencových otvorů. Metodika návrhu uvádí, že lze-li zajistit, aby mezi kotvou a upevňovaným materiálem nebyla vůle (mezera), je seismická únosnost kotvy při smykovém zatížení dvojnásobná v porovnání se spoji, které vykazují vůli v otvoru.

VÝPOČET SEISMICKÉ ODOLNOSTI KOTEV
Opatření pro seismický návrh kotev jsou uvedena v nejnovějším pokynu EOTA TR045. Tento pokyn obsahuje tři přístupy k návrhu, jejichž cílem je vyvarovat se křehkému porušení kotevního bodu v případě seismického zatížení.

Přehled různých možností návrhu najdete v tabulce 1, přičemž z těchto podmínek použití jsou přípustné všechny tři přístupy. Možnosti a1) a a2) nekladou žádný požadavek na tvárnost (duktilitu) kotev, zatímco možnost b) předpokládá tvárnost plynoucí ze schopnosti kotvy zvládnout dostatečné prodloužení.

POSOUZENÍ SEISMICKÉ ODOLNOSTI KOTEV
V Evropě platí pokyn ETAG 001 (část 1 až 5) pro zkoušky dodatečně osazovaných mechanických, resp. lepených kotev. Předběžné schvalování kotev z pohledu seismické odolnosti je v Evropě regulováno od vydání Přílohy E pokynu ETAG 001 v první polovině roku 2013. K posouzení vhodnosti kotvy k seismickému zatěžování existují dva různé zkušební programy, z čehož vyplývá následující klasifikace do dvou kategorií seismické odolnosti:

• Seismická kategorie C1 – Postup předběžného schválení, doporučeno pouze pro nenosné aplikace.
• Seismická kategorie C2 – Kotva je klasifikována jako vhodná pro nosné i nenosné aplikace na základě velmi přísných zkoušek simulujících pohyb seismických trhlin. Zkoušky zahrnují cyklické formování trhlin až do šířky 0,8 mm.

Prakticky řečeno, podle pokynu EOTA TR045 při zrychlení a_g ∙ S nad 0,05 g musí kotvy určené ke spojům mezi nosnými prvky primárních nebo sekundárních seismicky zatěžovaných stavebních prvků vždy spadat do kategorie seismické odolnosti C2. V případě kotev použitých při upevňování nenosných prvků lze použít kategorii seismické odolnosti C1, pokud hodnota zrychlení a_g ∙ S bude v rozmezí 0,05 g a 0,10 g.

Výrobci kotevní techniky nyní čelí odpovědnosti poskytnout projektantům a stavebnímu průmyslu údaje pro seismický návrh v souladu s novými evropskými zkušebními postupy. Co se týče výzkumu a projektů seismického návrhu ve spojení s kotevními systémy, společnost Hilti zaujímá přední pozici a její chemická kotva HIT-HY 200 s kotevním šroubem HIT Z a průvleková kotva HST jsou již dnes schváleny pro seismický návrh v kategorii C2.

Tabulka 1 – Možnosti seismického návrhu podle evropských pokynů pro seismický návrh
	a1) Návrh na kapacitu. Ukotvení se navrhuje na sílu odpovídající mezi kluzu připevňovaného prvku, případně (je-li tato nižší), maximální sílu, kterou může upevnění či připevněný prvek přenést.
	a2) Elastický návrh. Upevnění se navrhuje na maximální zatížení s předpokladem elastického chování upevnění a konstrukce.
	b) Návrh s požadavky na tvárnost kotev. Vyžaduje použití kotvy, která je klasifikována jako tvárná (duktilní), a je použitelný pouze pro

New European Directives for Approval and Design of Additionally Mounted Anchors from the Aspect of Seismic Resistivity 
Design of joints in a structure is very important in the case of seismic load. Underestimation of the design may lead to loss of stability of a joint and in the worst case, loss of a whole structure. For design of additionally mounted anchors to concrete from the aspect of seismic resistance, in the middle of 2013, the procedure ETAG 001, appendix E was issued. The European Technological Approval (ETA) of anchors submitted to these new experimental procedures will include all technological information needed for the seismic design.

Autor

• Ing. Plesník Pavol